La nanotecnologia és una àrea clau per afrontar reptes universals en matèria de salut, energia, medi ambient o tecnologies de la informació. Els seus avanços depenen en gran mesura del desenvolupament de noves tecnologies que permeten visualitzar i manipular la matèria a l’escala nanomètrica, on un nanòmetre (1 nm) equival a la milmilionèsima part d’un metre (10-9 m). Les molècules tenen aquestes dimensions.

Actualment hi ha microscopis que permeten assolir aquesta ultraalta resolució, com el microscopi d’efecte túnel (STM) o el microscopi de forces atòmiques (AFM), però aquests proporcionen informació molt limitada sobre la composició química de les molècules. I encara que la Ressonància Magnètica Nuclear (RMN) sí que facilita aquesta informació, en els equips comercials aquesta tècnica treballa únicament amb mostres formades per milers de milions de molècules, fet que suposa una limitació d’aquesta prova diagnòstica ja avançada.

La nova tecnologia que es desenvoluparà amb l’ajuda europea Pathfinder s’anomena 4D-NMR i aspira a desenvolupar una tècnica de RMN que, mitjançant la combinació de les dues tecnologies, permeta obtindré una imatge espacial de l’estructura química d’una sola molècula. Això augmentarà extraordinàriament la sensibilitat de la RMN, que passarà de requerir milers de milions de molècules a necessitar-ne només una per obtindre una imatge de resolució molt superior, alhora que proporcionarà la valuosíssima informació que aquesta tècnica aporta sobre la composició química de la matèria a l’escala nanomètrica.

La nano-RMN oferirà, així, la possibilitat d’estudiar amb una resolució sense problemes d’interès precedents en bioquímica –estructura i dinàmica de les proteïnes–, ciència de materials –materials per a tecnologies quàntiques i de la informació– i reactivitat química –reducció de CO₂, descomposició electroquímica de l’aigua per obtindre hidrogen–, per exemple. La futura 4D-NMR no només obrirà noves perspectives científiques fonamentals, sinó que tindrà un fort impacte als mercats actuals de la ressonància magnètica i els microscopis d’efecte túnel.

Per a aquest projecte finançat amb tres milions d’euros, el grup de Coronado a l’ICMol forma consorci amb els equips de la Universität Linz (Àustria), la University of Oxford (Regne Unit), la Ben-Gurion-University of the Negev (Israel ) i l’empresa Gruppo Tecniche Avanzate s.a.s. (Itàlia).

El programa Pathfinder –hereu dels FET Open d’H2020– dóna suport a l’exploració d’idees disruptives i d’alt risc i a col·laboracions científiques d’avantguarda i risc alt, que sostenen els avanços tecnològics. Amb elles, el Consell Europeu de Recerca dóna suport a grups innovadors, empreses i investigadors, mitjançant projectes col·laboratius amb el potencial de desenvolupar tecnologies emergents.